JP2001194115A - 開閉監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開閉の切換わりが早い監視対象物について
も、状態変化による物理的な動きを光ファイバの光伝送
損失に置き換える方法で開閉監視を行うことを可能なら
しめてシステムコストや信頼性を向上させた光ファイバ
利用の開閉監視装置を提供する。 【解決手段】 蓋Ａの開閉に伴って出没する検知ロッド
１とセンサ４の加圧子７との間に伝動部材８を介在し、
その伝動部材８の復帰を復帰遅延機構１４で遅らせて蓋
Ａが開いた後にすぐに閉まってもセンサ４の作動状態を
保つようにした。これによりセンサの光ファイバ６に生
じた光伝送損失を確実に測定することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを用
いて、監視対象物の開閉状況を経済的に、しかも信頼性
良く遠隔監視することを可能ならしめた開閉監視装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】開閉がなされる対象物、例えば、扉、
蓋、水門などの開閉状況を遠隔監視する場合、従来は電
気的なセンサを使用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電気的センサのＯＮ、
ＯＦＦ信号に基づいて開閉状況を把握する従来の方法で
は、１地点１センチ及び情報の変換、伝達装置を必要と
し、しかも、現地（監視点）に電源が必要であり、監視
システムの構築が煩雑化し、システムコストも高くつく
ほか、設置規制等も受け易い。

【０００４】そこで、本出願人は、光ファイバを用いて
状態変化を遠隔監視するシステムやセンサをいくつか提
案している。これ等のシステムの中に、光ファイバを加
圧子で加圧変形させてその光ファイバに定量的な光伝送
損失を生じさせるセンサを用いて監視対象物の状態変化
による物理的な動きを光ファイバの光伝送損失に置き換
え、その伝送損失の有無と発生点を光伝送損失分布測定
装置（ＯＴＤＲ）で測定するものがある。これは、上記
の不具合を一掃でき、一本の光ファイバを用いての多地
点監視が行えるが、その一方で下記の欠点を有する。

【０００５】即ち、光パルスを数万回光ファイバに投入
して戻り光のレベルを監視点間の距離に対応する一定の
時間間隔で計測するため、光伝送損失の変化の把握に時
間がかかる。監視対象物の動きが緩慢で応答の高速性が
求められなければそれでもよいが、監視対象物の状態変
化の切換わりが速いと開閉の検知を行えない場合がでて
くる。

【０００６】なお、１地点で発生させる光伝送損失を大
きくすれば検知時間を縮めることができるが、この方法
を採ると測定装置の伝送損失のダイナミックレンジに限
界があるため、１システム当りの監視地点数が減少す
る。

【０００７】そこで、この発明は、監視対象物の状態変
化の切換わりが早くても１地点で発生させる光伝送損失
を増大させずに状態変化（短時間の間に開閉が繰り返さ
れる場合を除く）を確実に検出して開閉状況を正確に把
握できるようにすることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、光ファイバを加圧子で加圧変
形させてその光ファイバに定量的な光伝送損失を与える
センサと、前記加圧子を作動させるプッシャを有し、監
視対象物の開閉に伴う変位を利用してプッシャによる加
圧子の押込みと押込みの解除を行い、前記光ファイバの
光伝送損失の有無をモニタして監視対象物の開閉状況を
把握する開閉監視装置を改善の対象にしてこの装置の前
記プッシャとセンサとの間にプッシャの押込み力をセン
サの加圧子に伝える伝動部材を介在する。また、その伝
動部材に係止して伝動部材の復帰を止める復帰規制手段
もしくはそれに代わる機械式の復帰遅延機構を設ける。

【０００９】

【作用】監視対象物の開、閉動作について、いずれか一
方のみを検出すればよいケースは少なからずある。例え
ば、外部からの侵入監視を目的とする場合には、出入口
のドアや窓などが開いたことのみを検出すれば用が足り
る。このとき、開いたドアや窓がすぐに閉まると、測定
に時間のかかる装置では開いたことを検出できない。

【００１０】そこで、この発明では、センサが作動した
らその作動状態を少なくとも検出が完了するまでの間保
持する。

【００１１】その作動状態の保持は、電動式の機構や電
気回路を用いると簡単に行えるが、それでは現地電源を
不要にしたシステムのメリットが失われる。

【００１２】このため、電源を必要としない復帰規制手
段や復帰遅延機構を用いてプッシャとセンサの加圧子と
の間に介在した伝動部材の復帰を止め又は遅延させる。
こうすると、状態変化がすぐに切換わってプッシャが復
帰しても伝動部材が作動点に残り、センサの作動状態が
保持されて光伝送損失の測定が確実になされる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の開閉監視装置
の実施形態を示す。

【００１４】この図は、監視対象物がマンホールやハン
ドホールの蓋Ａである場合を例に挙げている。

【００１５】検知ロッド１を支持金具２でスライド自在
に支持してそのロッドの先端を蓋Ａの裏面に当接させて
おり、蓋Ａが開くとばね３の力で検知ロッド１が突出す
る。４は定位置に固定保持したセンサである。このセン
サ４は、図２に示すように、ハウジング５内に導入した
光ファイバ６を加圧子７で加圧してマイクロベンドを生
じさせ、それによって光ファイバ６に光伝送損失を生じ
させる。なお、加圧子７は、光ファイバに多点で曲げ歪
を加えるものを用いると、計測に必要なレベルの伝送損
失を光ファイバに無理な力を加えずに発生させることが
できる。

【００１６】図１の８は、検知ロッド１の突出方向への
動きのみを伝達して加圧子７に押込み力を加える伝動部
材である。この伝動部材８は支軸９を支点にしてシーソ
運動する。

【００１７】１０は、伝動部材８の復帰規制手段であ
る。ここでは、伝動部材８による移動規制が解けたとき
にばね１１の力で回転して伝動部材８に係止するロック
爪を用いたが、これに限定されるものではない。

【００１８】センサ４から出た光ファイバ６は、遠隔の
監視所や中継所に引込み、その光ファイバ６に光伝送損
失分布測定装置（ＯＴＤＲ）１２と、データ処理、表示
装置１３を接続して監視を行う。なお、多地点の遠隔監
視を行う場合には各監視点のセンサの光ファイバをシリ
アルに接続する。

【００１９】図３は、図１の装置の復帰規制手段に代え
て復帰遅延機構１４を用いた例である。図１の装置のロ
ック爪は係止解除を人手で行う必要があり、現地に人が
いないとか、簡単には出向けないと言った場合に問題が
出る。このような場合には一定時間経過後に自動復帰す
る機能をもたせた復帰遅延機構１４を用いるとよい。

【００２０】この復帰遅延機構１４は、伝動部材８を間
に挟んで対向配置する２つの伸縮容器１５、１６と、両
容器間に設ける流路１７、１８と各流路にそれぞれ設け
る逆止弁１９、２０とから成る。

【００２１】流路１７は太い管で、１８は細い管で各々
形成されており、逆止弁１９は容器１５から１６への流
体移動を阻止し、もう一方の逆止め弁２０は容器１６か
ら１５への流体移動を阻止する。容器１５、１６には液
体（気体も可）が充填されている。なお、流路１８は、
管径を細くする代わりに絞り弁を設けてもよい。

【００２２】かかる復帰遅延機構１４を設けた開閉監視
装置は、図４に示すように、蓋Ａが開いたときに検知ロ
ッド１がばね３の力で上昇して伝動部材８の図中右端を
押し上げ、それによりセンサ４が作動してセンサの光フ
ァイバに光伝送損失が生じる。このとき、伝動部材８の
図中左端は下向きに動き、容器１６を圧縮する。そのた
め、容器１６内の液体が流路１７を通って容器１５内に
流れ、容器１５が伸長する。この状態で蓋Ａがすぐに閉
じられると、検知ロッド１による押し上げが解除されて
伝動部材８が元に戻ろうとするが、このときには、容器
１５内の液体が絞り効果のある流路１８を通って容器１
６に流れるので、容器１５の復元が遅れ、その容器１５
に規制されて伝動部材８の復帰も遅れる。従って、復帰
時間が長くなり、その間にＯＴＤＲによる光伝送損失の
測定が行える。図３の復帰遅延機構は、周知のガスダン
パと等価な機能を有するものであり、ガスダンパで代替
することも可能である。

【００２３】なお、伝動部材８を自重のみでバランス点
に復帰させようとすると、抵抗で復帰が不能になる場合
が考えられるので、そのようなときには強制復帰を行わ
しめる。その強制復帰は、図３に示す復帰スプリング２
１を設けて行ってもよいし、図５に示すように、ウェイ
ト２２の荷重を復帰力として作用させることもできる。

【００２４】センサ４の光ファイバ６は、加圧変形後の
復帰のために復帰抵抗に勝る張力を加えておく必要があ
る。その張力を加える方法として、図５ではハウジング
５から引き出した光ファイバ６をターンローラ２３に掛
け、そこから下向きに垂らした光ファイバ６にウェイト
２２を取付けている。そして、伝動部材８が水平に保た
れているときにはウェイト２２が宙吊り状態（図５
（ａ））になり、センサの加圧子７を押込んだときには
伝動部材８によってウェイト２２が支えられるようにし
ている。こうすると、ウェイト２２の荷重で伝動部材８
を強制復帰させ、かつ光ファイバに復元用の張力を加え
ることができる。

【００２５】図６及び図７は、復帰遅延機構の他の形態
を示している。この復帰遅延機構２４は、検知ロッド１
が上昇するとき、そのロッド１に取付けたラック２５で
定位置回転可能に設けられたピニオンギヤ２６を回転さ
せ、その回転を伝動要素（図のそれは歯車）２７と一方
向クラッチ２８経由でうず巻ばね（ゼンマイ）２９に伝
えてうず巻ばね２９を巻上げる。このうず巻ばねの巻上
げは、巻戻し時に巻取軸に巻付けられるチエンか紐をロ
ッド１の上昇力で巻戻して巻取軸を回転させる方法でも
行える。

【００２６】このようにして巻上げたうず巻ばね２９
は、蓋Ａが閉じて検知ロッド１が復帰すると巻戻される
（ほどける）。このとき、うず巻ばね２９の巻取軸にフ
ライホイール３０を付けたり、ウォームギヤを設けたり
して負荷をかけ、巻戻しが時間をかけてなされるように
しており、この巻戻し力を利用して伝動部材８に復帰力
を加える。

【００２７】伝動部材８に対する巻戻し力の印加は、巻
戻しによってうずの直径が大きくなるうず巻ばね２９を
伝動部材８に直接当接させる方法や、うず巻ばねの巻戻
し力で巻取軸にチエンや紐を巻取ってそのチエンか紐を
介して伝動部材８に復帰力を加える方法で行うことがで
きる。

【００２８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の開閉監視
装置は、伝動部材の復帰を停止もしくは遅延させてセン
サの作動状態を少なくとも一定時間保持するので、セン
サ作動後にすぐに監視対象物の開閉状態が切換わって
も、センサの光ファイバに生じた光伝送損失を確実に測
定して開閉状況を把握することができ、動作の切換わり
が早い監視対象物についても、システムコストや運用面
で有利な光ファイバを用いて開閉監視を行うことが可能
になる。

【００２９】また、１地点で発生させる光伝送損失を大
きくせずに済むため、１監視システム当りの監視地点数
も増やすことができ、システムの性能向上や経済効果の
更なる向上等も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の開閉監視装置の実施形態を示す図

【図２】（ａ）センサの非作動状態を示す断面図 （ｂ）センサの作動状態を示す断面図

【図３】他の実施形態を示す図

【図４】図３の装置のセンサ作動状態を示す図

【図５】（ａ）センサの光ファイバにウェイトの荷重が
加わった状態を伝動部材の長手方向に見て示す図 （ｂ）センサが作動して伝動部材にウェイトの荷重が加
わった状態を示す図

【図６】復帰遅延機構の他の例を示す図

【図７】うず巻ばねの巻上げ機構の一例を示す平面図

【符号の説明】

１ 検知ロッド ３ ばね ４ センサ ６ 光ファイバ ７ 加圧子 ８ 伝動部材 １０ 復帰規制手段（ロック爪） １２ 光伝送損失分布測定装置（ＯＴＤＲ） １３ データ処理、表示装置 １４、２４ 復帰遅延機構 １５、１６ 伸縮容器 １７、１８ 流路 １９、２０ 逆止弁 ２１ 復帰スプリング ２２ ウェイト ２３ ターンローラ ２５ ラック ２６ ピニオンギヤ ２７ 伝動要素 ２８ 一方向クラッチ ２９ うず巻ばね ３０ フライホイール Ａ 蓋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA09 CC00 CC14 DD06 FF58 JJ01 JJ05 LL02 PP01 5C084 AA02 AA07 BB21 BB31 CC02 CC03 DD35 DD77 DD87 EE03 GG13 GG66

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバを加圧子で加圧変形させてそ
   の光ファイバに定量的な光伝送損失を与えるセンサと、
   前記加圧子を作動させるプッシャを有し、監視対象物の
   開閉に伴う変位を利用してプッシャによる加圧子の押込
   みと押込みの解除を行い、前記光ファイバの光伝送損失
   の有無をモニタして監視対象物の開閉状況を把握する開
   閉監視装置において、前記プッシャとセンサとの間にプ
   ッシャの押込み力をセンサの加圧子に伝える伝動部材を
   介在し、さらに、この伝動部材の復帰を止める復帰規制
   手段を設けたことを特徴とする開閉監視装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の復帰規制手段に代えて伝
   動部材の復帰を遅らせる機械式の復帰遅延機構を設けた
   開閉監視装置。